本申請實(shí)施例涉及電路領(lǐng)域,并且更具體地,涉及一種電感器件和交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器。
背景技術(shù):
高頻化是減小電源裝置體積及重量的關(guān)鍵技術(shù)手段,隨著電源裝置開關(guān)頻率的提高,電感器件、電容等電路器件的尺寸不斷減小,電感器件開始由分立獨(dú)立部件向封裝片上集成方向發(fā)展,集成電感的使用可以減小電源裝置的體積,提高電源裝置的功率密度。電感器件可以包括電感和由兩個(gè)電感組成的耦合電感等?,F(xiàn)有技術(shù)中的電感器件占的體積和/或面積依然較大。以電感為例,現(xiàn)有電感包括線圈電感,線圈電感的每一匝線圈都并行排列置于一個(gè)封裝基板的表面,并且線圈電感的匝數(shù)越多占用基板的面積越大。以耦合電感為例,現(xiàn)有耦合電感包括的兩個(gè)電感并行排列,不利于電感器件小型化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請實(shí)施例提供一種電感器件和交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器,有利于電感器件的小型化。
第一方面,提供一種電感器件,所述電感器件包括:第一電感單元,所述第一電感單元包括第一導(dǎo)電連接件和第一導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電連接件和所述第一導(dǎo)電層相連,所述第一導(dǎo)電連接件上設(shè)有第一通孔;第二電感單元,所述第二電感單元包括第二導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電連接件,所述第二導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電連接件相連;所述第二導(dǎo)電連接件通過所述第一通孔嵌插于所述第一導(dǎo)電連接件中形成同軸結(jié)構(gòu),所述第一電感單元的第一導(dǎo)電層和所述第二電感單元的第二導(dǎo)電層在第一平面上的投影至少部分重疊。
在該方案中,第一導(dǎo)電連接件和第二導(dǎo)電連接件呈同軸結(jié)構(gòu),第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層在第一平面的投影至少部分重疊,以使該電感器件具有較小的體積和/或面積,有利于電感器件小型化。進(jìn)一步地,若該第一電感單元和該第二電感單元通過電氣絕緣形成耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù),以使基于該電感器件的電路結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一電感單元還包括第三導(dǎo)電連接件和第三導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電連接件的第一端和所述第一導(dǎo)電層的第一端相連,所述第一導(dǎo)電層的第二端和所述第三導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第三導(dǎo)電連接件的第二端和所述第三導(dǎo)電層的第一端相連,所述第一導(dǎo)電連接件、所述第一導(dǎo)電層、所述第三導(dǎo)電連接件和所述第三導(dǎo)電層用于形成第一流通回路的一匝,所述第三導(dǎo)電連接件上設(shè)有第二通孔;所述第二電感單元還包括第四導(dǎo)電連接件和第四導(dǎo)電層,其中,所述第二導(dǎo)電連接件的第一端和所述第二導(dǎo)電層的第一端相連,所述第二導(dǎo)電層的第二端和所述第四導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第四導(dǎo)電連接件的第二端和所述第四導(dǎo)電層的第一端相連,所述第二導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電層、所述第四導(dǎo)電連接件和所述第四導(dǎo)電層用于形成第二流通回路的一匝;所述第四導(dǎo)電連接件通過所述第二通孔嵌插于所述第三導(dǎo)電連接件中形成同軸結(jié)構(gòu)。
在該方案中,第一流通回路的一匝和第二流通回路的一匝在體積和/或面積上有較好的重疊,因此,該電感器件具有較小的體積和/或面積。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù),能夠提高電路的性能。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述第三導(dǎo)電層和所述第四導(dǎo)電層在所述第一平面上的投影至少部分重疊。
在該方案中,該第一電感單元的一匝和第二電感單元的一匝在體積上具有更好的重疊,以使該電感器件具有更小的體積和/或面積。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一電感單元還包括用于形成第三流通回路的一匝的第五導(dǎo)電連接件、第五導(dǎo)電層、第六導(dǎo)電連接件和第六導(dǎo)電層,所述第五導(dǎo)電連接件的第一端和所述第五導(dǎo)電層的第一端相連,所述第五導(dǎo)電層的第二端與所述第六導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第六導(dǎo)電連接件的第二端與所述第六導(dǎo)電層的第一端相連;用于形成所述第一流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層與用于形成所述第三流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層串聯(lián);所述第二電感單元還包括用于形成第四流通回路的一匝的第七導(dǎo)電連接件、第七導(dǎo)電層、第八導(dǎo)電連接件和第八導(dǎo)電層,所述第七導(dǎo)電連接件的第一端和所述第七導(dǎo)電層的第一端相連,所述第七導(dǎo)電層的第二端與所述第八導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第八導(dǎo)電連接件的第二端與所述第八導(dǎo)電層的第一端相連,所述第七導(dǎo)電連接件上設(shè)有第三通孔,所述第八導(dǎo)電連接件上設(shè)有第四通孔;用于形成所述第二流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層與用于形成所述第四流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層串聯(lián);所述第五導(dǎo)電連接件通過所述第三通孔嵌插于所述第七導(dǎo)電連接件中形成同軸結(jié)構(gòu),所述第六導(dǎo)電連接件通過所述第四通孔嵌插于所述第八導(dǎo)電連接件中形成同軸結(jié)構(gòu)。
在該方案中,第二電感單元和第一電感單元形成互相嵌插的結(jié)構(gòu),該電感器件的結(jié)構(gòu)靈活。若該電感器件為耦合電感,即第一電感單元和第二電感單元分別為一個(gè)電感,該結(jié)構(gòu)有利于平衡耦合電感中兩個(gè)電感的感量,從而有利于電路控制。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,第一窗口面積與第三窗口面積之和與第二窗口面積與第四窗口面積之和相同;其中,所述第一窗口面積為所述第一導(dǎo)電連接件、所述第一導(dǎo)電層、所述第三導(dǎo)電連接件和所述第三導(dǎo)電層形成的窗口面積;第二窗口面積為所述第二導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電層、所述第四導(dǎo)電連接件和所述第四導(dǎo)電層形成的窗口面積;第三窗口面積為所述第五導(dǎo)電層、所述第六導(dǎo)電連接件和所述第六導(dǎo)電層形成的窗口面積;第四窗口面積為所述第七導(dǎo)電連接件、所述第七導(dǎo)電層、所述第八導(dǎo)電連接件和所述第八導(dǎo)電層形成的窗口面積。
在該方案中,假設(shè)電感器件為耦合電感,該第一電感單元的窗口面積與第二電感單元的窗口面積相同,有利于平衡電感器件中兩個(gè)電感的感量,從而有利于電路控制。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一電感單元包括用于形成所述第一流通回路的多匝的多個(gè)所述第一導(dǎo)電連接件、多個(gè)所述第一導(dǎo)電層、多個(gè)所述第三導(dǎo)電連接件和多個(gè)所述第三導(dǎo)電層;所述第二電感單元包括用于形成所述第二流通回路的多匝的多個(gè)所述第二導(dǎo)電連接件、多個(gè)所述第二導(dǎo)電層、多個(gè)所述第四導(dǎo)電連接件和多個(gè)所述第四導(dǎo)電層。
隨著第一電感單元和第二電感單元匝數(shù)的增加,該電感器件的小型化優(yōu)勢越明顯。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一平面平行于所述第一導(dǎo)電層所在的平面、所述第二導(dǎo)電層所在的平面、所述第三導(dǎo)電層所在的平面或所述第四導(dǎo)電層所在的平面;或所述第一平面垂直于所述第一導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電連接件、所述第三導(dǎo)電連接件或所述第四導(dǎo)電連接件;或所述電感器件設(shè)置于基板上,所述第一平面為所述基板所在的平面。
該方案的電感器件,第一平面可以包括多種情況,可以選取適當(dāng)?shù)钠矫孀鳛榈谝黄矫嬉赃M(jìn)一步減小電感器件的體積和/或面積。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述電感器件還包括呈磁膜結(jié)構(gòu)或磁條結(jié)構(gòu)的磁性件,所述磁性件位于所述第一電感單元和所述第二電感單元的上方;或所述磁性件位于所述第一電感單元和所述第二電感單元的下方;或所述磁性件位于所述第二導(dǎo)電層和所述第四導(dǎo)電層之間。
電感器件中加入磁性件能夠提高電感器件的感量;若電感器件為耦合電感,加入磁性件能夠提高電感器件的耦合系數(shù)。
在第一方面的可能的實(shí)施方式中,所述電感器件用于形成單個(gè)電感;或所述電感器件用于形成耦合電感。
該第一電感單元和所述第二電感單元可以串聯(lián)或并聯(lián),以使所述電感器件為單個(gè)電感;或所述第一電感單元和所述第二電感單元可以為兩個(gè)不同的電感,所述電感器件為耦合電感。本申請實(shí)施例的電感器件具有較高的兼容性,有利于將該電感器件應(yīng)用于電路結(jié)構(gòu)中。
可選地,該電感器件用于形成耦合電感,該電感器件具有三個(gè)電流傳輸端,或該電感器件具有四個(gè)電流傳輸端。
第二方面,提供一種電感器件,該電感器件包括:第一電感單元,所述第一電感單元包括第一導(dǎo)電層、第一導(dǎo)電連接件和第三導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層通過所述第一導(dǎo)電連接件相連;第二電感單元,所述第二電感單元包括第二導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電連接件和第四導(dǎo)電層,所述第二導(dǎo)電層和所述第四導(dǎo)電層通過所述第二導(dǎo)電連接件相連;所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層在第一平面上的投影至少部分重疊,所述第三導(dǎo)電層和所述第四導(dǎo)電層在所述第一平面上的投影至少部分重疊;所述第二導(dǎo)電層位于所述第一導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層之間,和/或所述第四導(dǎo)電層位于第一導(dǎo)電層和該第三導(dǎo)電層之間。
在該方案中,第一電感單元的兩個(gè)導(dǎo)電層和第二電感單元的兩個(gè)導(dǎo)電層在第一平面均有重疊,以使該電感器件具有較小的體積和/或面積。進(jìn)一步地,若該第一電感單元和第二電感單元電氣絕緣形成耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù)。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一電感單元還包括第三導(dǎo)電連接件,所述第一導(dǎo)電層的第一端與所述第一導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第一導(dǎo)電連接件的第二端與所述第三導(dǎo)電層的第一端相連,所述第三導(dǎo)電層的第二端與所述第三導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第一導(dǎo)電連接件、所述第一導(dǎo)電層、所述第三導(dǎo)電連接件和所述第三導(dǎo)電層用于形成第一流通回路的一匝;所述第二電感單元還包括第四導(dǎo)電連接件,所述第二導(dǎo)電層的第一端與所述第二導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第二導(dǎo)電連接件的第二端與所述第四導(dǎo)電層的第一端相連,所述第四導(dǎo)電層的第二端與所述第四導(dǎo)電連接件的第一端相連,所述第二導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電層、所述第四導(dǎo)電連接件和所述第四導(dǎo)電層用于形成第二流通回路的一匝。
在該方案中,第一電感單元的一匝和第二電感單元的一匝在體積上有較好的重疊,因此該電感器件具有較小的體積和/或面積。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù),能夠提高電路的穩(wěn)定性。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,第一窗口面積與第二窗口面積相同;其中,所述第一窗口面積為所述第一導(dǎo)電連接件、所述第一導(dǎo)電層、所述第三導(dǎo)電連接件和所述第三導(dǎo)電層形成的窗口面積;第二窗口面積為所述第二導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電層、所述第四導(dǎo)電連接件和所述第四導(dǎo)電層形成的窗口面積。
該方案中,若電感器件為耦合點(diǎn)電感,第一電感單元的窗口面積和第二單元的窗口面積相同,能夠平衡電感器件中兩個(gè)電感的感量,有利于電路控制,能夠提高電路的性能。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一電感單元包括用于形成所述第一流通回路的多匝的多個(gè)所述第一導(dǎo)電連接件、多個(gè)所述第一導(dǎo)電層、多個(gè)所述第三導(dǎo)電連接件和多個(gè)所述第三導(dǎo)電層;所述第二電感單元包括用于形成所述第二流通回路的多匝的多個(gè)所述第二導(dǎo)電連接件、多個(gè)所述第二導(dǎo)電層、多個(gè)所述第四導(dǎo)電連接件和多個(gè)所述第四導(dǎo)電層。
隨著第一電感單元和第二電感單元匝數(shù)的增加,該電感器件的小型化優(yōu)勢越明顯。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,所述第一平面平行于所述第一導(dǎo)電層、所述第二導(dǎo)電層、所述第三導(dǎo)電層或所述第四導(dǎo)電層;或所述第一平面垂直于所述第一導(dǎo)電連接件、所述第二導(dǎo)電連接件、所述第三導(dǎo)電連接件或所述第四導(dǎo)電連接件;或所述電感器件設(shè)置于基板上,所述第一平面為所述基板所在的平面。
該方案的電感器件,第一平面可以包括多種情況,可以選取適當(dāng)?shù)钠矫孀鳛榈谝黄矫嬉赃M(jìn)一步減小電感器件的體積和/或面積。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,所述電感器件還包括磁性件,所述磁性件位于所述第一電感單元和所述第二電感單元的上方;或所述磁性件位于所述第一電感單元和所述第二電感單元的下方;或所述磁性件位于所述第一導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層之間;或所述磁性件位于所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層之間。
電感器件中加入磁性件能夠提高電感器件的感量;若電感器件為耦合電感,加入磁性件能夠提高電感器件的耦合系數(shù)。
在第二方面的可能的實(shí)施方式中,所述電感器件用于形成單個(gè)電感;或所述電感器件用于形成耦合電感。
該第一電感單元和所述第二電感單元可以串聯(lián)或并聯(lián),以使所述電感器件為單個(gè)電感;或所述第一電感單元和所述第二電感單元可以為兩個(gè)不同的電感,所述電感器件為耦合電感。本申請實(shí)施例的電感器件具有較高的兼容性,有利于將該電感器件應(yīng)用于電路結(jié)構(gòu)中。
可選地,該電感器件具有三個(gè)電流傳輸端,或該電感器件具有四個(gè)電流傳輸端。
第三方面,提供一種交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器,該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器包括:電流輸入端、電流輸出端以及M個(gè)第一方面、第一方面任意可能實(shí)現(xiàn)方式、第二方面或第二方面任意可能實(shí)現(xiàn)方式的電感器件,所述輸入端連接直流電壓,所述輸出端連接負(fù)載并輸出電能至所述負(fù)載;若所述電感器件用于形成耦合電感,所述交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器還包括與M個(gè)所述電感器件中2M個(gè)電感單元一一對應(yīng)的2M個(gè)切換電路,所述2M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路的一端與所述電流輸入端相連,所述2M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路的另一端與對應(yīng)的電感單元的一端相連,所述2M個(gè)電感單元的另一端與所述電流輸出端相連,所述2M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路周期性的提供脈沖電壓到對應(yīng)的電感單元,M大于或等于1。
在該方案中,該電感器件中的兩個(gè)電感可以形成正耦合或反耦合。通過交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器開關(guān)管時(shí)序的配置,可以減小電感器件中耦合電感上的電流紋波,提高交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的效率,同時(shí)有利于提高交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的瞬態(tài)響應(yīng)能力。
在第三方面可能的實(shí)現(xiàn)方式中,若所述電感器件用于形成單個(gè)電感,所述交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器還包括與M個(gè)所述電感器件一一對應(yīng)的M個(gè)切換電路,所述M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路的一端與所述電流輸入端相連,所述M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路的另一端與對應(yīng)的電感器件的一端相連,每個(gè)電感器件的另一端與所述電流輸出端相連,所述M個(gè)切換電路中每個(gè)切換電路周期性的提供脈沖電壓到對應(yīng)的電感器件,M為大于或等于1。
本申請實(shí)施例中電感器件的兩個(gè)電感單元之間,導(dǎo)電連接形成嵌套結(jié)構(gòu)和/或?qū)щ妼又辽俨糠种丿B,從而該電感器件具有較小的體積和/或面積,有利于電感器件的小型化和低成本的要求。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件能夠減小漏磁,增大兩個(gè)電感的耦合系數(shù),改善電流紋波,實(shí)現(xiàn)更佳的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
附圖說明
圖1是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的另一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的一例主視圖。
圖4是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的又一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的再一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的再一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的另一例的主視圖。
圖8是根據(jù)本申請實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的電路示意圖。
圖9是根據(jù)本申請實(shí)施例的兩相交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的工作波形圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖,對本申請中的技術(shù)方案進(jìn)行描述。
下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
應(yīng)理解,本申請實(shí)施例的電感器件可以應(yīng)用于交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器中,也可以應(yīng)用于其他的電路或結(jié)構(gòu)中,本申請對此不作限定。
還應(yīng)理解,本申請實(shí)施例中的第i(i=1、…、N,N≥1)導(dǎo)電層以及第j(j=1、…、M,M≥1)導(dǎo)電連接件僅僅用于標(biāo)識部件的名稱,不應(yīng)對本申請構(gòu)成任何限定。
本申請實(shí)施例的電感器件可以至少包括以下兩種情況:
情況一、該電感器件用于形成單個(gè)電感(即一個(gè)電感)。具體地,第一電感單元和第二電感單元串聯(lián)或并聯(lián),第一電感單元和第二電感單元屬于同一個(gè)電感,該電感器件為單個(gè)電感。
情況二、該電感器件用于形成耦合電感。具體地,第一電感單元和第二電感單元絕緣(例如電氣絕緣)。第一電感單元和第二電感單元屬于不同的電感(例如第一電感單元為第一電感,第二電感單元為第二電感,第一電感和第二電感不同),該電感器件為耦合電感。
若該電感器件用于形成耦合電感,該耦合電感可以至少包括以下兩種:
(1)該耦合電感具有四個(gè)電流傳輸端口。
具體地,電感器件中的第一電感單元的電流傳輸端和第二電感單元的電流傳輸端相互獨(dú)立。即,電感器件中第一電感單元包括兩個(gè)電流傳輸端口,第二電感單元包括兩個(gè)電流傳輸端口,電感器件具有四個(gè)電流傳輸端口。
(2)該耦合電感具有三個(gè)電流傳輸端口。
具體地,第一電感單元的一個(gè)電流傳輸端與第二電感單元的一個(gè)電流傳輸端為同一個(gè)電流傳輸端。即電感器件中第一電感單元和第二電感單元共用一個(gè)電流輸入端或電流輸出端,以使該電感器件具有三個(gè)電流傳輸端口。例如,以第一電感單元和第二電感單元為一匝為例,該第二電感單元的第二導(dǎo)電連接件與第一電感單元的第一導(dǎo)電連接件為同一個(gè)導(dǎo)電連接件。
下面結(jié)合圖1至7對本申請實(shí)施例的電感器件進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,該電感器件包括:
第一電感單元,該第一電感單元包括第一導(dǎo)電連接件110和第一導(dǎo)電層120,該第一導(dǎo)電連接件110和該第一導(dǎo)電層120相連,該第一導(dǎo)電連接件110上設(shè)有第一通孔;
第二電感單元,該第二電感單元包括第二導(dǎo)電連接件210和第二導(dǎo)電層220,該第二導(dǎo)電連接件210和該第二導(dǎo)電層220相連;
該第二導(dǎo)電連接件120通過該第一通孔嵌插于該第一導(dǎo)電連接件110中形成同軸結(jié)構(gòu),該第一電感單元的第一導(dǎo)電層120和該第二電感單元的第二導(dǎo)電層220在第一平面上的投影至少部分重疊。
其中,該第一導(dǎo)電層120的數(shù)量可以為至少一個(gè)、該第一導(dǎo)電連接件110的數(shù)量可以為至少一個(gè),該第二導(dǎo)電層220的數(shù)量可以為至少一個(gè)、該第二導(dǎo)電連接件210的數(shù)量可以為至少一個(gè)。該第一電感單元和第二電感單元的結(jié)構(gòu)可以包括多種,以第一電感單元為例,該第一電感單元的結(jié)構(gòu)可以至少包括以下幾種:
結(jié)構(gòu)一、
該第一電感單元包括一個(gè)第一導(dǎo)電層120和一個(gè)第一導(dǎo)電連接件110。該第一電感單元的結(jié)構(gòu)可以為“L”型或類似“L”型。
結(jié)構(gòu)二、
該第一電感單元包括一個(gè)第一導(dǎo)電層120和兩個(gè)第一導(dǎo)電連接件110,該兩個(gè)第一導(dǎo)電連連接件可以分別位于該第一導(dǎo)電層120的兩側(cè)(例如,形成近似“Z”型結(jié)構(gòu)),該兩個(gè)第一導(dǎo)電連接件110也可以位于該第一導(dǎo)電層120的一側(cè)(例如,形成近似“U”型結(jié)構(gòu))。
結(jié)構(gòu)三、該第一電感單元包括兩個(gè)第一導(dǎo)電層120和一個(gè)第一導(dǎo)電連接件110,該兩個(gè)第一導(dǎo)電層120通過該一個(gè)第一導(dǎo)電連接件110相連。
結(jié)構(gòu)四、該第一電感單元包括至少兩個(gè)第一導(dǎo)電層120和至少兩個(gè)第一導(dǎo)電連接件110,其中,兩個(gè)第一導(dǎo)電層120以及兩個(gè)第一導(dǎo)電層120可以形成流通回路的一匝。
結(jié)構(gòu)五、該第一電感單元不僅包括至少一個(gè)第一導(dǎo)電層120和至少一個(gè)第一導(dǎo)電連接件110,還包括其他導(dǎo)電層和其他導(dǎo)電連接件。
該第二電感單元的結(jié)構(gòu)可以參見上文中第一電感單元的結(jié)構(gòu),該第一電感單元和第二電感單元配合的方式可以有多種。例如,若該第一電感單元和該第二電感單元為結(jié)構(gòu)二中的“U”型結(jié)構(gòu),該第一電感單元和第二電感單元可以是堆疊式(即第一電感單元的U型開口方向和第二電感單元的U型開口方向相同);該第二電感單元和第二電感單元還可以是對扣式(即第一電感單元的U型開口方向和第二電感單元的U型開口方向相反且相對),還可以是其他形式。
需要說明的是,以上列舉的電感器件中第一電感單元或第二電感單元的結(jié)構(gòu)僅為示例性說明,不應(yīng)對本申請構(gòu)成任何限定。不論該第一電感單元和第二電感單元的結(jié)構(gòu)如何,只要電感器件中第一電感單元和第二電感單元的至少部分導(dǎo)電連接件形成嵌插的同軸結(jié)構(gòu),至少部分導(dǎo)電層至少部分重疊,均落入本申請的保護(hù)范圍。
本申請實(shí)施例中的導(dǎo)電層(例如第一導(dǎo)電層120)的形狀可以為板狀、片狀或其他形狀,該導(dǎo)電層包括至少一個(gè)導(dǎo)體。本申請實(shí)施例中的導(dǎo)電連接件(例如第一導(dǎo)電連接件110)的形狀可以為柱狀、桿狀或其他形狀。其中,該導(dǎo)電層和導(dǎo)電連接件的材質(zhì)可以為金屬,也可以為其他能夠?qū)щ姷牟牧?。可選地,該導(dǎo)電層可以由多層金屬導(dǎo)體并聯(lián)形成,以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體電阻的降低。
本申請實(shí)施例中的電感器件相比于現(xiàn)有電感器件具有更小的體積和/或面積,并且,該第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層重疊部分越多,該電感器件占用的體積和/或面積越小,有利于電感器件小型化。
進(jìn)一步地,若電感器件為耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù),這是因?yàn)椋?/p>
(1)兩個(gè)導(dǎo)電連接件之間的漏感取決于兩個(gè)導(dǎo)電連接件之間絕緣介質(zhì)的厚度。兩個(gè)電感單元的導(dǎo)電連接件(例如,第一導(dǎo)電連接件110和第二導(dǎo)電連接件210)形成同軸結(jié)構(gòu),可以使兩個(gè)導(dǎo)電連接件之間的絕緣距離很近。因此,一個(gè)導(dǎo)電連接件(例如第二導(dǎo)電連接件210)產(chǎn)生的磁場大部分經(jīng)過另一個(gè)導(dǎo)電連接件(例如,第一導(dǎo)電連接件110),能夠提高電感器件的耦合系數(shù)。
(2)兩個(gè)導(dǎo)電層重疊部分越多,兩個(gè)導(dǎo)電層之間的距離越近,兩個(gè)導(dǎo)電層之間的漏感越小。兩個(gè)電感單元的導(dǎo)電層在第一平面的投影至少部分重疊,也可以使電感器件具有較高的耦合系數(shù)。
在一定工作狀態(tài)下,耦合電感的耦合系數(shù)越大,越有利于減小多相交錯(cuò)并聯(lián)的電路的電流紋波,提高瞬態(tài)響應(yīng)能力,因此,若該電感器件為耦合電感,該電感器件具有較大的耦合系數(shù),從而有利于減小電流紋波,提高瞬態(tài)響應(yīng)能力。
因此,相較于現(xiàn)有技術(shù)的電感器件,本申請實(shí)施例的電感器件中兩個(gè)電感單元的導(dǎo)電連接件形成同軸結(jié)構(gòu),兩個(gè)電感單元的導(dǎo)電層在第一平面的投影至少部分重疊,該電感器件具有較小的體積和/或面積,從而能夠減小該電感器件在封裝基板上占用的體積(空間)和/或空間,支持高源高密小型化。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件能夠減小漏磁,增大兩個(gè)電感的耦合系數(shù),改善電流紋波,實(shí)現(xiàn)更佳的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。更進(jìn)一步地,若該電感器件采用反耦合的形式,能夠抵消磁場,減小電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)。同時(shí)基于該電感器件的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器能夠提高電壓轉(zhuǎn)換效率。
需要說明是,本申請實(shí)施例中的體積,例如電感器件的體積可以是該電感器件所占的空間體積(該電感器件的體積=第一電感單元的體積+第二電感單元的體積-第一電感單元和第二電感單元重疊的體積)。因此,第一電感單元和第二電感單元的重疊體積越大,該電感器件的體積越小。
可選地,該第一平面可以為多種平面。例如,該第一平面可以平行于該第一導(dǎo)電層120所在的平面、該第二導(dǎo)電層220所在的平面、該第三導(dǎo)電層140所在的平面或該第四導(dǎo)電層240所在的平面;或
該第一平面可以垂直于該第一導(dǎo)電連接件110、該第三導(dǎo)電連接件130、該第二導(dǎo)電連接件210或該第四導(dǎo)電連接件230;或
該電感器件設(shè)置于基板上,該第一平面可以為該基板所在的平面;或
該第一平面還可以第一導(dǎo)電層120所在的平面、第二導(dǎo)電層220所在的平面、第三導(dǎo)電層140所在的平面或第四導(dǎo)電層240所在的平面。該第一平面還可以是其他平面(例如,該電感器件設(shè)置于基板上,該第一平面為基板所在的平面)。其中,該第三導(dǎo)電層140、第四導(dǎo)電層240、第三導(dǎo)電連接件130和第四導(dǎo)電連接件230會在下文做詳細(xì)介紹。
以上,結(jié)合圖1詳細(xì)描述了本申請實(shí)施例的電感器件以及該第一電感單元和第二電感單元的幾種結(jié)構(gòu),下面,以結(jié)構(gòu)五為例,進(jìn)一步詳細(xì)描述本申請實(shí)施例的電感器件。
圖2是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的另一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示,可選地,該第一電感單元還包括第三導(dǎo)電連接件130和第三導(dǎo)電層140,該第一導(dǎo)電連接件110的第一端和該第一導(dǎo)電層120的第一端相連,該第一導(dǎo)電層120的第二端和該第三導(dǎo)電連接件130的第一端相連,該第三導(dǎo)電連接件130的第二端和該第三導(dǎo)電層140的第一端相連,該第一導(dǎo)電連接件110、第一導(dǎo)電層120、第三導(dǎo)電連接件130以及第三導(dǎo)電層140用于形成第一流通回路的一匝;
該第二電感單元還包括第四導(dǎo)電層240和第四導(dǎo)電連接件230,該第二導(dǎo)電連接件210的第一端和該第二導(dǎo)電層220的第一端相連,該第二導(dǎo)電層220的第二端和該第四導(dǎo)電連接件230的第一端相連,該第四導(dǎo)電連接件230的第二端和該第四導(dǎo)電層240的一端相連,所述第二導(dǎo)電連接件210、所述第二導(dǎo)電層220、所述第四導(dǎo)電連接件230和所述第四導(dǎo)電層240用于形成第二流通回路的一匝;
可選地,該第三導(dǎo)電連接件130上設(shè)有第二通孔,該第四導(dǎo)電連接件230通過該第二通孔嵌插于該第三導(dǎo)電連接件130中形成同軸結(jié)構(gòu)。
具體而言,該第一電感單元包括的第一導(dǎo)電連接件110和第三導(dǎo)電連接件130上可以設(shè)有通孔,以用于第一電感單元和第二電感單元包括的導(dǎo)電件呈嵌插結(jié)構(gòu),以使該電感器件具有較小的體積和/或面積。
需要說明是的,該第三導(dǎo)電層140和第四導(dǎo)電層240在第一平面的投影可以至少部分重疊;也可以無重疊。若該第三導(dǎo)電層140和該第四導(dǎo)電層240在第一平面的投影至少部分重疊,能夠進(jìn)一步減小該電感器件占用的空間體積和/或面積。
進(jìn)一步地,如圖2所示,所述第一電感單元包括用于形成所述第一流通回路的多匝的多個(gè)所述第一導(dǎo)電連接件110、多個(gè)所述第一導(dǎo)電層120、多個(gè)所述第三導(dǎo)電連接件130和多個(gè)所述第三導(dǎo)電層140。也就是說,該第一電感單元可以包括第一流通回路的多匝(換句話說,該第一電感單元包括多匝線圈)。同理,該第二電感單元可以包括第二流通回路的多匝。可選地,該第一電感單元中的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層相連呈螺旋結(jié)構(gòu),同理,第二電感單元的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層相連呈螺旋結(jié)構(gòu)。
隨著電感器件的匝數(shù)的增多,該電感器件的小型化的優(yōu)勢越明顯。例如,假設(shè)該電感器件包括M個(gè)第一電感單元和M個(gè)第二電感單元,該電感器件共有2M匝線圈,該電感器件占用M匝線圈的體積和/或面積。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件具有更高的耦合系數(shù)。
需要說明的是不論該電感器件中第一電感單元和第二電感單元的匝數(shù)為多少,或第一電感單元的匝數(shù)和第二電感單元的匝數(shù)是否相同,或第一電感單元和第二電感單元的結(jié)構(gòu)如何,只要該電感器件包括的部分導(dǎo)電連接件(例如第一導(dǎo)電連接件110和第二導(dǎo)電連接件210)通過嵌插形成同軸結(jié)構(gòu),該電感器件包括的部分導(dǎo)電層(例如第一導(dǎo)電層120和第二導(dǎo)電層220)在第一平面的投影至少部分重疊,均落入本申請的保護(hù)范圍。
圖3是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的一例的主視圖。如圖3所示,該電感器件還可以包括呈磁膜結(jié)構(gòu)或磁條結(jié)構(gòu)的磁性件100,該磁性件100可以位于該第一電感單元和該第二電感單元的上方;或該磁性件100可以位于該第一電感單元和該第二電感單元的下方;或該磁性件100位于電感器件中(電感器件包圍的體積中)。
由于第一導(dǎo)電連接件110和第二導(dǎo)電連接件210呈同軸結(jié)構(gòu)、第三導(dǎo)電連接件130和第四導(dǎo)電連接件230呈同軸結(jié)構(gòu),第一導(dǎo)電層120和第三導(dǎo)電層140位于第二導(dǎo)電層220和第四導(dǎo)電層240之間,該磁性件100位于電感器件中可以理解為該磁性件100位于第二導(dǎo)電層220和第四導(dǎo)電層240之間。
進(jìn)一步地,該磁性件100位于第二導(dǎo)電層220和第四導(dǎo)電層240之間可以包括以下多種中的至少一種:
1、磁性件100位于第一導(dǎo)電層120和第三導(dǎo)電層140之間,即位于兩個(gè)電感單元共同包括的區(qū)域(重疊包括區(qū)域)。
2、磁性件100位于第二導(dǎo)電層220和第一導(dǎo)電層120之間,即位于第二電感單元包括的區(qū)域之內(nèi),且第一電感單元包括的區(qū)域之外。
具體而言,在電感器件的上空間、下空間或電感器件中加入磁性材料能夠減小磁阻,提高電感量。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,能使第二電感單元的磁場更多的穿過第一電感單元,提高兩個(gè)電感單元之間的耦合系數(shù)(提高該電感器件的耦合系數(shù))。可選地,在較高的頻率時(shí),若該磁性材料具有一定的電導(dǎo)率,則該磁性材料呈多層磁膜結(jié)構(gòu)或磁條結(jié)構(gòu)能減小磁性材料上的渦流損耗,同時(shí)減小渦流帶來的去磁效應(yīng),能夠進(jìn)一步提高該電感器件的特性。
以上,描述了該電感器件中的第二電感單元的導(dǎo)電連接件可以嵌插于第一電感單元的導(dǎo)電連接件中。進(jìn)一步地,該第一電感單元的導(dǎo)電連接件也可以嵌插于第二電感單元的導(dǎo)電連接件中。
圖4是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示,該第一電感單元還可以包括第五導(dǎo)電連接件310、第五導(dǎo)電層320、第六導(dǎo)電連接件330和第六導(dǎo)電層340,該第五導(dǎo)電連接件310的第一端和該第五導(dǎo)電層320的第一端相連,該第五導(dǎo)電層320的第二端與該第六導(dǎo)電連接件330的第一端相連,該第六導(dǎo)電連接件330的第二端與該第六導(dǎo)電層340的第一端相連。該第五導(dǎo)電連接件310、第五導(dǎo)電層320、第六導(dǎo)電連接件330和第六導(dǎo)電層340用于形成第三流通回路的一匝;用于形成第一流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層與用于形成第二流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層串聯(lián)。
為了便于說明可以將“第一導(dǎo)電連接件110、第一導(dǎo)電層120、第三導(dǎo)電連接件130以及第三導(dǎo)電層140相連形成的第一流通回路的一匝”記為“第一電感子單元”將“第五導(dǎo)電連接件310、第五導(dǎo)電層320、第六導(dǎo)電連接件330和第六導(dǎo)電層340相連形成的第三流通回路的一匝”記為“第三電感子單元”
該第一電感子單元和第三電感子單元可以通過第一子單元連接件相連(該第一子單元連接件的結(jié)構(gòu)可以如圖4所示,該第一子單元連接件可以包括第一部分500a、第二部分500b和第三部分500c)。
同樣地,該第二電感單元還可以包括:第七導(dǎo)電連接件410、第七導(dǎo)電層420、第八導(dǎo)電連接件430和第八導(dǎo)電層440,該第七導(dǎo)電連接件410的第一端和該第七導(dǎo)電層420的第一端相連,該第七導(dǎo)電層420的第二端與該第八導(dǎo)電連接件430的第一端相連,該第八導(dǎo)電連接件430的第二端與該第八導(dǎo)電層440的第一端相連,該第七導(dǎo)電連接件410、第七導(dǎo)電層420、第八導(dǎo)電連接件430和第八導(dǎo)電層440用于形成第四流通回路的一匝;該第七導(dǎo)電連接件410上設(shè)有第三通孔,該第八導(dǎo)電連接件430上設(shè)有第四通孔;用于形成第二流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層與用于形成第四流通回路的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層串聯(lián)。
為了便于說明可以將“第二導(dǎo)電連接件210、第二導(dǎo)電層220、第四導(dǎo)電連接件230以及第四導(dǎo)電層240相連形成的第二流通回路的一匝”記為“第二電感子單元”將“第七導(dǎo)電連接件410、第七導(dǎo)電層420、第八導(dǎo)電連接件430和第八導(dǎo)電層440形成的第四流通回路的一匝”記為“第四電感子單元”。
該第二電感子單元可以和第四電感子單元通過第二子單元連接件相連(該第二子單元連接件的結(jié)構(gòu)可以如圖4所示,該第二子單元連接件可以包括第一部分600a、第二部分600b和第三部分600c)。
該第五導(dǎo)電連接件310通過該第三通孔嵌插于該第七導(dǎo)電連接件410中形成同軸結(jié)構(gòu),該第六導(dǎo)電連接件330通過該第四通孔嵌插于該第八導(dǎo)電連接件430中形成同軸結(jié)構(gòu)。
該第二電感單元的部分導(dǎo)電連接件可以嵌插于第一電感單元的部分導(dǎo)電連接件中,同樣地,第一電感單元的部分導(dǎo)電連接件也可以嵌插于第二電感單元的部分導(dǎo)電連接件中,該電感器件結(jié)構(gòu)的靈活性較高。
進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,第一電感單元和第二電感單元相互嵌插的結(jié)構(gòu),有利于平衡電感器件中兩個(gè)電感(單元)的自感量,有利于電路的控制,能夠提高電路的性能。
具體地,若該電感器件為耦合電感,假設(shè),第一電感子單元的窗口面積大于第二電感子單元的窗口面積,由于電感的自感量和窗口面積相關(guān),該第一電感子單元的自感量會大于該第二電感子單元的自感量。為了平衡該第一電感單元的自感量以及該第二電感單元的自感量,可以設(shè)置使該第一電感單元除了包括該第一電感子單元還可以包括該第三電感子單元,該第二電感單元除了包括該第二電感子單元還可以包括該第四電感子單元。其中,第一電感子單元和該第三電感子單元相連(串聯(lián)),該第二電感子單元和該第四電感子單元串聯(lián)。若該第一電感子單元的窗口面積與該第三電感子單元的窗口面積之和與該第二電感子單元的窗口面積與該第四電感子單元的窗口面積之和相同,有利于使第一電感單元的自感量與第二電感單元的自感量相同,有利于電路的控制,提高電路的性能。
需要說明的是,該第一子單元連接件和該第二子單元連接件的結(jié)構(gòu)可以相同,也可以不相同。進(jìn)一步地,本申請實(shí)施例的第一子單元連接件的結(jié)構(gòu)和第二子單元連接件的結(jié)構(gòu)可以如圖4所示,也可以為其他結(jié)構(gòu),本申請?jiān)诖瞬蛔鱿薅ā?/p>
還需要說明的是,本申請實(shí)施例中的窗口面積可以按照線圈電感中間的空心部分的面積進(jìn)行理解,電感子單元窗口面積越大,電感子單元的磁通量越大。
圖5是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的再一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示,該電感器件包括:
第一電感單元,該第一電感單元包括第一導(dǎo)電層710、第一導(dǎo)電連接件720和第三導(dǎo)電層730,該第一導(dǎo)電層710和該第三導(dǎo)電層730通過該第一導(dǎo)電連接件720相連;
第二電感單元,該第二電感單元包括第二導(dǎo)電層810、第二導(dǎo)電連接件820和第四導(dǎo)電層830,該第二導(dǎo)電層810和該第四導(dǎo)電層830通過該第二導(dǎo)電連接件820相連;
該第一導(dǎo)電層710和該第二導(dǎo)電層810在第一平面上的投影至少部分重疊,該第三導(dǎo)電層730和該第四導(dǎo)電層840在該第一平面上的投影至少部分重疊;
該第二導(dǎo)電層810位于該第一導(dǎo)電層710和該第三導(dǎo)電層730之間,和/或第四導(dǎo)電層830位于該第一導(dǎo)電層710和該第三導(dǎo)電層730之間。
具體而言,該第一電感單元所圍成的體積和第二電感單元所圍成的體積有較好的重疊,以使該電感器件具有更小的體積和/或面積。進(jìn)一步地,若該電感器件為耦合電感,該電感器件具有較高的耦合系數(shù)。
需要說明的是,與上文描述的相類似,該電感器件可以為單個(gè)電感,該電感器件還可以為耦合電感,為了簡潔,本申請實(shí)施例在此不再贅述。
可選地,該第一平面可以為多種平面。例如,該第一平面可以平行于該第一導(dǎo)電層710所在的平面、該第二導(dǎo)電層810所在的平面、該第三導(dǎo)電層730所在的平面或該第四導(dǎo)電層830所在的平面;或
該第一平面可以垂直于該第一導(dǎo)電連接件720、該第二導(dǎo)電連接件820、該第三導(dǎo)電連接件740或該第四導(dǎo)電連接件840;或
該電感器件設(shè)置于基板上,該第一平面可以為該基板所在的平面;或
該第一平面還可以第一導(dǎo)電層710所在的平面、第二導(dǎo)電層810所在的平面、第三導(dǎo)電層730所在的平面或第四導(dǎo)電層830所在的平面。該第一平面還可以是其他平面(例如該電感器件設(shè)置于基板上,該第一平面為基板所在的平面)。
圖6是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的再一例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示,可選地,該第一電感單元還可以包括第三導(dǎo)電連接件740,該第一導(dǎo)電層710的第一端與該第一導(dǎo)電連接件720的第一端相連,該第一導(dǎo)電連接件720的第二端與該第三導(dǎo)電層730的第一端相連,該第三導(dǎo)電層730的第二端與該第三導(dǎo)電連接件740的第一端相連,所述第一導(dǎo)電層710、所述第一導(dǎo)電連接件720、所述第三導(dǎo)電層730以及所述第三導(dǎo)電連接件740用于形成第一流通回路的一匝;
該第二電感單元還可以包括第四導(dǎo)電連接件840,該第二導(dǎo)電層810的第一端與該第二導(dǎo)電連接件820的第一端相連,該第二導(dǎo)電連接件820的第二端與該第四導(dǎo)電層830的第一端相連,該第四導(dǎo)電層830的第二端與該第四導(dǎo)電連接件840的第一端相連,所述第二導(dǎo)電層810、所述第二導(dǎo)電連接件820、所述第四導(dǎo)電層830以及所述第四導(dǎo)電連接件840用于形成第二流通回路的一匝。
與上文描述的相類似,如圖6所示,所述第一電感單元包括用于形成所述第一流通回路的多匝的多個(gè)所述第一導(dǎo)電層710、多個(gè)所述第一導(dǎo)電連接件720、多個(gè)所述第三導(dǎo)電層730以及多個(gè)所述第三導(dǎo)電連接件740。該第一電感單元可以包括第一流通回路的多匝(同理,該第二電感單元可以包括第二流通回路的多匝??蛇x地,該第一電感單元中的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層相連呈螺旋結(jié)構(gòu),同理,第二電感單元的導(dǎo)電連接件和導(dǎo)電層相連呈螺旋結(jié)構(gòu)。
可選地,所述第一導(dǎo)電層710、所述第一導(dǎo)電連接件720、所述第三導(dǎo)電層730以及所述第三導(dǎo)電連接件740形成的窗口面積(記為第一窗口面積)與所述第二導(dǎo)電層810、第二導(dǎo)電連接件820、所述第四導(dǎo)電層830以及所述第四導(dǎo)電連接件840形成的窗口面積(記為第二窗口面積)相同。
在第一電感單元和第二電感單元的匝數(shù)相同的情況下,第一窗口面積和第二窗口面積相同,有利于該第一電感單元和第二電感單元的自感量相同,自感量相同有利于電路的控制,提高電路的穩(wěn)定性。
圖7是根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件的再一例的主視圖。圖7所示,可選地,該電感單元包括磁性件200,該磁性件200位于該第一電感單元和該第二電感單元的上方;或該磁性件200位于該第一電感單元和該第二電感單元的下方;該磁性件200位于該電感器件中(電感器件包圍的體積中)可以至少包括以下兩種情況:
1、所述磁性件位于所述第一導(dǎo)電層710和所述第三導(dǎo)電層730之間;
具體地,磁性件可以位于第一電感單元包括的區(qū)域之內(nèi),其中,該區(qū)域可以位于第二電感單元包括的區(qū)域之內(nèi)也可以位于第二電感單元包括的區(qū)域之外。
2、所述磁性件位于所述第一導(dǎo)電層710和所述第二導(dǎo)電層810之間。
具體地,該磁性件可以位于兩個(gè)電感單元的共同包括的區(qū)域。該磁性件還可以位于一個(gè)電感單元包括的區(qū)域之內(nèi),另一個(gè)電感單元包括的區(qū)域之外。
若所述第二導(dǎo)電層810和所述第三導(dǎo)電層730位于所述第一導(dǎo)電層710和所述第四導(dǎo)電層730之間,所述磁性件位于所述第二導(dǎo)電層810和所述第三導(dǎo)電層730之間,或所述磁性件位于所述第一導(dǎo)電層710和所述第二導(dǎo)電層810之間。
其中,該磁性件200的相關(guān)描述可以參見上文中磁性件100的相關(guān)描述,本申請不在此贅述。
上文結(jié)合圖1至圖7描述了根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件,以下,結(jié)合圖8詳細(xì)說明根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件在交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器中的工作原理。
圖8是根據(jù)本申請實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的電路示意圖。如圖8所示,該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器包括:本申請實(shí)施例中的電感器件。該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的工作原理為多相交錯(cuò)并聯(lián)降壓(BUCK)電路。兩相電感兩兩耦合,形成一個(gè)耦合電感,一個(gè)或多個(gè)耦合電感并聯(lián)輸出給負(fù)載提供能量。
若本申請實(shí)施例中的電感器件用于形成耦合電感(或該電感器件為耦合電感),該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器包括M個(gè)電感器件(M大于或等于1的整數(shù))。該M個(gè)電感器件包括2M個(gè)電感單元(每個(gè)電感器件包括第一電感單元和第二電感單元),該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器還可以包括與2M個(gè)電感單元一一對應(yīng)的2M個(gè)切換電路,例如,圖8中L1和L2組成一個(gè)電感器件(可以理解為,第一電感單元為L1,第二電感單元為L2),Lm-1和Lm組成一個(gè)電感器件,每個(gè)電感器件與兩個(gè)切換電路組相連。
若本申請實(shí)施例中的電感器件為單個(gè)電感,該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器包括M個(gè)電感器件(M大于或等于1)。該交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器還可以包括M個(gè)切換電路,M個(gè)電感器件和M個(gè)切換電路一一對應(yīng)。圖8中L1、L2、Lm-1和Lm分別是一個(gè)電感器件,每個(gè)電感器件與一個(gè)切換電路相連。
本申請實(shí)施例中的每個(gè)切換電路周期性的提供脈沖電壓到對應(yīng)的電感。在根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件中若電感器件為耦合電感,該電感器件中的第一電感和第二電感可以形成正耦合或反耦合。例如,該第一電感上電流產(chǎn)生的磁場方向與該第二電感上電流產(chǎn)生的磁場方向相同,兩個(gè)磁場在空間中呈疊加效果,該第一電感和該第二電感為正耦合,該第一電感上電流產(chǎn)生的磁場方向與該第二電感上電流產(chǎn)生的磁場方向相反,兩個(gè)磁場在空間中呈相減效果,該第一電感和該第二電感為反耦合。若該第一電感和該第二電感為反耦合,通過交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器開關(guān)管時(shí)序的配置,可以減小第一電感和該第二電感上的電流紋波,提高交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的效率,同時(shí)有利于提高交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的瞬態(tài)響應(yīng)能力。同理,若電感器件為單個(gè)電感,兩個(gè)電感器件也可以形成正耦合或反耦合,具體描述可以參見上文的相關(guān)描述,為了簡潔此處不再贅述。
圖9是根據(jù)本申請實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的工作波形圖。如圖9所示,i1、i2是非耦合電感器件下的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器每相電感上流過的電流波形;i1c、i2c是耦合電感器件下的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器每相電感電流波形(例如,假設(shè)本申請實(shí)施例中的電感器件為耦合電感,i1c、i2c分別為第一電感單元和第二電感單元對應(yīng)的電流波形)。Vg1、Vg2是交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器對應(yīng)的切換電路的驅(qū)動(dòng)信號。
應(yīng)理解,圖9中i1、i2、i1c以及i2c的波形圖的橫坐標(biāo)為時(shí)間(t),縱坐標(biāo)為電流(A);Vg1、Vg2的波形圖的橫坐標(biāo)為時(shí)間(t),縱坐標(biāo)為電壓(V)。
如圖9所示,耦合電感器件每相的電流紋波比非耦合電感器件各項(xiàng)的電流紋波小,從而能夠減小開關(guān)管的損耗,提高交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器的整體轉(zhuǎn)換效率。另外,采用該電感器件組成的電壓控制系統(tǒng)能夠提升該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
因此,根據(jù)本申請實(shí)施例的電感器件形成的耦合電感具有較高的耦合系數(shù),能夠改善電流紋波,實(shí)現(xiàn)更佳的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。并且該電感器件具有較小的尺寸,能夠節(jié)約電感器件布局占用的PCB單板面積,支持高電源高密小型化。進(jìn)一步地,該電感器件采用反耦合,能夠抵消磁場,減小EMI干擾?;谠摫旧暾垖?shí)施例的電感器件的交錯(cuò)并聯(lián)直流變換器,能夠具有較高的轉(zhuǎn)換效率。
應(yīng)理解,可以將本申請實(shí)施例中的電感器件可以應(yīng)用到各種有源電路、無源電路中。
還應(yīng)理解,本申請實(shí)施例中的情況、結(jié)構(gòu)等的劃分僅為了描述的方便,不應(yīng)構(gòu)成任何限定,各情況和結(jié)構(gòu)的特征在不矛盾的情況下可以相互結(jié)合。還應(yīng)理解,本申請實(shí)施例中的電感器件包括多種,該多種電感器件的相關(guān)描述可以相互參考。
還應(yīng)理解,在本申請實(shí)施例中,“與A相應(yīng)的B”表示B與A相關(guān)聯(lián),根據(jù)A可以確定B。但還應(yīng)理解,根據(jù)A確定B并不意味著僅僅根據(jù)A確定B,還可以根據(jù)A和/或其它信息確定B。應(yīng)理解,本文中術(shù)語“和/或”,僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系,表示可以存在三種關(guān)系,例如,A和/或B,可以表示:單獨(dú)存在A,同時(shí)存10在A和B,單獨(dú)存在B這三種情況。另外,本文中字符“/”,一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。
在本申請所提供的幾個(gè)實(shí)施例中,所顯示或討論的不同部件相互之間的連接是一種耦合或直接耦合或通信連接,其可以是通過一些接口互相連接,或通過裝置或單元的間接耦合或通信連接,例如可以是電性耦合。
以上某一實(shí)施例中的技術(shù)特征和描述,為了使申請文件簡潔清楚,可以理解適用于其他實(shí)施例。以上所述,僅為本申請的具體實(shí)施方式,但本申請的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本申請的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。